BAB II DASAR TEORI
2.1
Sistem Transmisi Sistem transmisi dalam otomotif, adalah sistem yang berfungsi untuk
konversi torsi dan kecepatan (putaran) dari mesin menjadi torsi dan kecepatan yang berbeda-beda untuk diteruskan ke penggerak akhir. Konversi ini mengubah kecepatan putar yang tinggi menjadi lebih rendah tetapi lebih bertenaga, atau sebaliknya.Pada perancangan sistem transmisi ini bagian elemen alat yang akan direncanakan atau diperhitungkan adalah: 1. Motor Listrik 2. Daya Penggerak 3. Puli 4. Sabuk V 5. Poros
2.2
Motor Listrik Motor adalah suatu komponen utama dari sebuah kontruksi permesinan
yang berfungsi sebagai penggerak. Gerakan yang dihasilkan oleh motor adalah sebuah putaran poros. Komponen lain yang dihubungkan dengan poros motor adalah pulley ataupun roda gigi yang kemudian dihubungkan dengan sabuk ataupun rantai. Menurut jenisnya motor terbagi menjadi 2 yaitu motor bakar dan motor listrik. Motor bakar dibedakan menjadi 2 jenis yaitu motor bensin dan motor diesel. Motor bensin termasuk ke dalam jenis motor bakar torak. Proses pembakaran bahan bakar dan udara di dalam silinder (internal combustion engine). Motor bakar bensin dilengkapi dengan busi dan karburator yang membedakanya dengan motor diesel . Motor listrik adalah motor yang berputar karena adanya sumber daya listrik yang menghidupkan stator elektromotor sehingga menyebabkan terjadinya medan magnet dan memicu rotor untuk berputar. Sumber tenaga dari motor listrik
adalah komponen lain. Menurut jenisnya motor dibagi menjadi 2 yaitu, motor listrik dan motor bakar. Berikut adalah skema klasifikasi motor listrik seperti pada Gambar 2.1 :
Gambar 2.1 klasifikasi motor listrik
2.3
Daya Penggerak Secara umum daya diartikan sebagai kemampuan yang dibutuhkan
untuk melakukan kerja, yang dinyatakan dalam satuan Nm/s, Watt, ataupun HP. Penentuan besar daya yang dibutuhkan perlu memperhatikan beberapa hal yang mempengaruhinya, diantaranya adalah harga gaya, torsi, kecepatan putar dan berat yang bekerja pada mekanisme tersebut. Berikut adalah rumus untuk mencari harga daya, gaya, torsi, kecepatan putar : a. Mencari daya (P) : P=
............................................................................................. (2.1)
Keterangan : P = Daya (watt) w = Usaha (joule) t = Waktu (second) b. Berdasarkan gaya yang bekerja dan kecepatan, maka daya dapat dihitung dengan persamaan :
P = F.V ............................................................................................ (2.2) Keterangan : P = Daya (watt) F = Gaya (N) V = Kecepatan linier (m/s) c. Berdasarkan torsi yang bekerja maka persamaanya adalah: P =
...................................................................................... (2.3) ....................................................................................... (2.4) ....................................................................................... (2.5)
Keterangan : T = Torsi (N.m) = Kecepatan Sudut (rad/s) n = Kecepatan (rpm) I = Momen Inersia (kg.m3) = Percepatan Sudut (rad/sec2) d. Berdasarkan putaran poros : ................................................................................... (2.6) Keterangan : n = Putaran poros (rpm) T = Torsi (kg.m) P = Daya (watt) e. Mencari harga gaya (F) Gaya adalah suatu kekuatan yang menyebabkan suatu benda dapat bergerak. ........................................................................................ (2.7) Keterangan : F = Gaya ( N atau kg.m/s2) m = Massa ( kg) a = Percepatan ( m/s2) f. Mencari harga berat (W) Berat suatu benda adalah gaya gravitasi yang bekerja pada benda tersebut. ( N atau kg.m/s2) .......................................................... (2.8)
Keterangan : W = Berat ( N atau kg.m/s2) m = Massa (kg) g = Percepatan gravitasi (10 m/s2) a. Mencari harga torsi ( T ) Besarnya torsi adalah hasil perkalian antara gaya dengan jarak terhadap sumbu. Seperti persamaan berikut : ........................................................................................ (2.9) Keterangan : T = Torsi (N.m) F = Gaya ( N) r = Jarak terhadap sumbu (m)
2.4
Puli Sebagai pengubah kecepatan dari motor, mesin ini menggunakan
sepasang puli untuk mereduksi kecepatan yang dihasilkan oleh motor. Puli merupakan suatu alat mekanisme yang digunakan untuk menjalankan sesuatu kekuatan alur yang berfungsi menghantarkan suatu daya. Cara kerja puli sering digunakan untuk mengubah arah dari gaya yang diberikan, mengirim gerak dan mengubah arah rotasi. Diameter puli yang digerakkan : ................................................................................... Keterangan :
(2.10)
= Diameter puli yang digerakkan (mm) = Diameter puli penggerak (mm)
2.5
n
= Putaran puli penggerak (rpm)
n
= Putaran puli yang digerakkan (rpm)
Sabuk-V Sebagian besar sabuk transmisi menggunakan sabuk-V, karena mudah
penanganannya dan harganya murah. Selain itu sistem transmisi ini juga dapat menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah.
Jarak yang cukup jauh yang memisahkan antara dua buah poros mengakibatkan tidak memungkinkannya menggunakan transmisi langsung dengan roda gigi. Sabuk-V merupakan sebuah solusi yang dapat digunakan. Sabuk-V adalah salah satu transmisi penghubung yang terbuat dari karet dan mempunyai penampang trapesium. Dalam penggunaannya sabuk-V dibelitkan mengelilingi alur puli yang berbentuk V pula. Bagian sabuk yang membelit pada puli akan mengalami lengkungan sehingga lebar bagian dalamnya akan bertambah besar. Sabuk-V banyak digunakan karena sabuk-V sangat mudah dalam penanganannya dan murah harganya. Selain itu sabuk-V juga memiliki keungulan lain dimana sabuk-V akan menghasilkan transmisi daya yang besar pada tegangan yang relatif rendah serta jika dibandingkan dengan transmisi roda gigi dan rantai, sabuk-V bekerja lebih halus dan tak bersuara. Sabuk-V selain juga memiliki keunggulan dibandingkan dengan transmisi-transmisi yang lain, sabuk-V juga memiliki kelemahan dimana sabuk-V dapat memungkinkan untuk terjadinya slip.
Tabel 2.1 menunjukkan faktor koreksi transmisi sabuk-V.
Dalam menentukan besarnya daya yang ditransmisikan tergantung dari beberapa faktor antara lain : 1. Tegangan sabuk. 2. Kecepatan linier sabuk. 3. Bentuk sisi kontak sabuk dan puli. 4. Kondisi sabuk. Bahan sabuk-V antara lain adalah berasal dari kulit, anyaman benang dan karet. Sabuk –V inipun dibagi menjadi beberapa tipe yaitu : 1. Tipe standar ; Dengan karakteristik tanda huruf A, B, C, D dan E. 2. Tipe sempit ; Dengan karakteristik symbol 3V, 5V dan 5L. 3. Tipe beban ringan ; dengan karakteristik tanda 3L, 4L dan 5L. Tipe sabuk-V menurut ukuran, dapat dilihat pada Gambar 2.2 ,Sedangkan jenis sabuk sabuk-V dapat dilihat pada Gambar 2.3. dan Gambar 2.4 adalah bagian-bagian sabuk-V.
Gambar 2.2 Tipe sabuk –V
Gambar 2.3 Jenis sabuk
Bagian-bagian sabuk-V:
Gambar 2.4 Bagian sabuk
1. Canvas : Berfungsi sebagai bahan pengikat struktur karet. 2. Rubber : Berfungsi sebagai elastisitas dan agar tidak slip. 3. Cord
: Berfungsi penguat agar V-Belt tidak gampang putus.
Perhitungan pada Sabuk :
Gambar 2.5 Tegangan pada sabuk dan puli
1. Menentukan panjang sabuk : (
)
{
(
)
} .................................................... (2.11)
Keterangan : x = Jarak sumbu poros (mm) = Jari-jari poros kecil (mm) = Jari-jari poros besar (mm) L = Panjang sabuk (mm)
2. Kecepatan sabuk : .................................................................................... (2.12) Keterangan : V
= Kecepatan sabuk (m/s)
Dp = Diameter puli penggerak (mm) n
= Putaran puli penggerak (rpm)
3. Sudut kontak untuk sabuk terbuka : ............................................................................... (2.13) Keterangan :
= Jari-jari puli besar = Jari-jari puli yang kecil X = Jarak antar poros
4. Tarikan sisi kencang ( ) dan tarikan sisi kendor ( ) pada sabuk ditentukan dengan rumus. .................................................................................................. (2.14) Keterangan : T1= Tarikan sisi kencang (kg) T2 = Tarikan sisi kendor (kg) = Koefisien gesek untuk puli dengan sabuk (0,3) = Sudut kontak (rad) e = Eksporensial Sudut alur puli (β) diketahui dengan tabel pada buku Khurmi hal. 728 sebagaimana tabel 2.2 yang menunjukkan spesifikasi dan dimensi v-belt.
Tabel 2.2 Dimensi standar v-belt.
